Гелиотроп — прибор для слежения за Солнцем¶

Гелиотроп (от др.-греч. ἥλιος — «Солнце» и τρέπω — «поворачиваю») — оптико-механический прибор, отражающий солнечный луч в заданном направлении, предназначенный для создания видимого светового сигнала или для гелиотропной съёмки. Принцип действия основан на использовании плоского зеркала, устанавливаемого так, чтобы его нормаль делила угол между направлением на Солнце и требуемым направлением отражённого луча.

¶История

Идея использования отражённого солнечного света для передачи сигналов известна с античности — сообщения подавались «гелиографами» с помощью металлических щитов. В 1821 году шведский учёный Карл Богеман запатентовал устройство, названное гелиотропом: зеркало на штативе, автоматически устанавливавшееся перпендикулярно солнечным лучам, отражало их вдоль оптической оси телескопа. Прибор использовался для астрономических наблюдений и геодезической съёмки.

В XIX веке гелиотропы получили широкое распространение в топографической практике. Русский военный топограф И. И. Стебницкий в 1867 году предложил отечественную конструкцию гелиотропа, ставшую стандартным инструментом Русского географического общества и военных топографов. Прибор Стебницкого состоял из системы из двух зеркал: малое зеркало, связанное с осями, отражало солнечный свет на большое неподвижное, направлявшее его вдоль визирного цилиндра. Гелиотропы применялись при триангуляции, создании планшетной съёмки и съёмке крупномасштабных карт в труднодоступных районах.

¶Устройство и принцип действия

Классический гелиотроп состоит из следующих основных элементов:

• Плоское зеркало (или зеркальная призма) — отражатель, устанавливаемый на поворотном штативе;
• Визирный цилиндр (труба) — обеспечивает наводку на наблюдаемый объект;
• Устройство настройки — винты и делительные круги для точной ориентации зеркала;
• Штатив — тренога с центровочным штифтом для установки над пунктом.

Принцип работы: наблюдатель через визирный цилиндр наводит прибор на станцию, которую нужно «подсветить». Зеркало при этом ориентируется так, чтобы солнечный луч, отражённый от него, попадал точно в объектив телескопа наблюдателя. В поле зрения наблюдателя гелиотроп выглядит как яркая световая точка («гелиотропное пятно»), которую можно отличить от отражений на местности по характерному мерцанию и форме.

При отсутствии Солнца (пасмурная погода, ночь) гелиотроп заменяли линзой Френеля, лампой Янга или другим источником искусственного света — такие устройства называли гелиографами или сигнальными лампами.

¶Применение

¶Геодезия и топография

Основное историческое применение гелиотропа — обозначение пунктов триангуляции и полигонометрии при съёмке местности. Гелиотроп позволял наблюдать станцию с расстояния 30–50 км и более при хорошей видимости. В России гелиотропы активно применялись при Среднерусской, Тургайской, Тянь-Шаньской и других триангуляциях XIX — первой половины XX века.

¶Военное дело

В XIX веке гелиотропы использовались для артиллерийской корректировки огня и передачи сигналов. В русской армии гелиотропные станции применялись в Средней Азии (1870–1880-е годы) и в русско-японскую войну 1904–1905 годов. В начале XX века гелиотропы были вытеснены более совершенными средствами связи.

¶Астрономия и метеорология

Прибор Богемана использовался для наблюдения Солнца и определения солнечных координат. В метеорологии гелиотроп применялся для визуальной сигнализации между обсерваториями.

¶Классификация

По назначению гелиотропы подразделяются на:

По конструкции различали гелиотропы с одним зеркалом, двумя зеркалами (система Стебницкого) и с автоматической солнечной камерой.

¶Современное состояние

С развитием электронных дальномеров, спутниковых навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS) и лазерных дальномеров гелиотропы практически вышли из употребления в геодезии. Отдельные конструкции используются в любительской астрономии и в солнечных энергетических установках (гелиостаты), где применяется сходный принцип ориентации зеркала по Солнцу.

¶Примечания

Слово «гелиотроп» имеет также ботаническое значение — растение, поворачивающее листья и цветки вслед за Солнцем (например, подсолнечник, Heliotropium). Термин «гелиотроп» применяется в минералогии для обозначения разновидности аметиста и халцедона с характерным фиолетово-красным оттенком.

Источники:

• Большая советская энциклопедия, статья «Гелиотроп»
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
• Стебницкий И. И. «Описание гелиотропа» — Известия Русского географического общества, 1867
• Косминский Ф. Н. «История военных съёмок в России», М., 1940